Nous savons que l’univers est en expansion et que cette expansion s’accélère. Cependant, une nouvelle découverte passionnante jette le doute sur des convictions de longue date concernant l’énergie noire et la façon dont l’univers évolue au fil du temps. Voici ce qu’il faut savoir.
Comment avons-nous découvert l’énergie noire ?
Les physiciens et les astronomes admettent que l’univers est en expansion depuis les années 1930, lorsqu’Edwin Hubble a découvert que toutes les galaxies s’éloignent les unes des autres à une vitesse liée à leur distance. Plus deux galaxies sont éloignées, plus leur vitesse est grande.
Toutefois, à la fin des années 1990, les scientifiques ont découvert quelque chose d’encore plus étrange : non seulement l’univers est en expansion, mais le taux d’expansion s’accélère également avec le temps. En d’autres termes, plus l’univers vieillit, plus les choses s’éloignent rapidement les unes des autres.
Depuis des décennies, les astronomes et les physiciens sont tour à tour enthousiastes et perplexes, car cette découverte n’a rien d’intuitif. Si vous soulevez un poids du sol, vous utilisez de l’énergie pour le faire. Pour lancer un objet dans l’espace, il faut brûler des centaines de milliers de kilos de carburant pour vaincre la gravité terrestre. Comment est-il possible que toutes les galaxies s’éloignent les unes des autres de plus en plus vite ? C’est un peu comme si vous lâchiez une balle pour la voir s’envoler toute seule dans le ciel. Il doit y avoir quelque chose qui fournit l’énergie permettant aux galaxies de surmonter la force d’attraction de la gravité.
Cette énergie mystérieuse a été baptisée énergie noire (ou énergie sombre) et, à ce jour, personne ne sait exactement ce qu’elle est ni d’où elle vient. Comme nous pouvons mesurer l’expansion de l’univers en observant des galaxies lointaines, nous pouvons même estimer la quantité d’énergie nécessaire, et il y en a beaucoup : on pense qu’environ 68 % de toute l’énergie de l’univers est de l’énergie sombre. Tout cela a créé un domaine d’étude passionnant pour les scientifiques.
L’instrument spectroscopique de l’énergie noire (Dark Energy Spectroscopic Instrument – DESI), qui mesure la répartition de la matière dans l’univers, est l’un des outils les plus intéressants dont nous disposons pour étudier l’énergie noire. Les nouveaux résultats de DESI publiés par le laboratoire Berkley menacent de nous obliger à revoir nos hypothèses antérieures.
Des chercheurs découvrent que l’énergie noire pourrait se transformer
Pendant longtemps, on a cru que l’énergie noire se comportait de la même manière depuis le début de l’univers. Cependant, des indices occasionnels suggèrent que l’énergie noire pourrait en fait évoluer au fur et à mesure que l’univers vieillit. Pris isolément, ces indices ne sont pas concluants. C’est là qu’interviennent les derniers résultats de DESI.
En étudiant la position et le mouvement de près de 15 millions de galaxies (et de quasars), et en combinant leurs données avec d’autres expériences, les chercheurs ont découvert que la matière répartie dans l’univers n’est pas tout à fait là où elle devrait être. La principale explication de cet écart est que l’énergie noire – qui fait bouger des galaxies entières – ne se comportait pas de la même manière au début de l’univers qu’aujourd’hui. Plus précisément, il semble que la densité énergétique de l’énergie noire ait diminué avec le temps.
Étant donné que l’énergie sombre est le moteur de l’expansion accélérée de l’univers, une diminution de la quantité d’énergie sombre devrait également entraîner une diminution du taux d’accélération.
L’énergie noire variable soulève toutes sortes de questions importantes. Qu’est-ce qui fait varier la densité énergétique de l’énergie noire ? Qu’adviendra-t-il de la densité énergétique de l’énergie noire dans un avenir lointain ? Le changement résulte-t-il d’une propriété inhérente à l’énergie noire ou d’une autre action sur l’énergie noire ?
Il faudra probablement beaucoup plus de temps pour trouver une explication complète à l’énergie noire, mais celui qui y parviendra recevra un prix Nobel pour ses efforts.
L’univers va-t-il se terminer par un « big crunch » ?
Le fait que l’expansion accélérée de l’univers semble diminuer lentement soulève une question immédiate : l’expansion va-t-elle s’arrêter un jour ? Va-t-il inverser son expansion et commencer à se contracter ? Va-t-il finir par s’effondrer pour revenir à un point minuscule ?
Les données disponibles jusqu’à présent suggèrent que l’univers ne se terminera pas par un « big crunch ». Toutefois, même si c’était le cas, il n’y a pas lieu de s’inquiéter avant plusieurs dizaines de milliards d’années au moins – cela n’affectera certainement pas vos projets de vacances.
Conclusion
Malgré l’enthousiasme suscité par ces résultats et le fait que la communauté des physiciens les considère désormais comme des faits, il est important de se rappeler que rien n’est figé. Nous ne faisons qu’effleurer la surface de ce que nous pouvons apprendre sur l’énergie noire et l’univers dans son ensemble.
